(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属製の反応管内に収容される水素分離筒であって、原料ガスから水素を選択して分離する水素透過膜が外側に形成された水素分離筒を備えた水素分離装置において、
前記水素透過膜の外側の表面を覆うように、前記反応管からの微粒子が前記水素透過膜に到ることを防止する保護部材を配置するとともに、
前記保護部材は、セラミックの繊維からなる糸を編み上げた筒状体であって、水素ガスの透過量が、８０％以上であることを特徴とする水素分離装置。
【請求項２】
前記保護部材を形成する繊維の直径が、０．５〜１００μｍであることを特徴とする請求項１に記載の水素分離装置。
【請求項３】
金属製の反応管内に収容される水素分離筒であって、原料ガスから水素を選択して分離する水素透過膜が外側に形成された水素分離筒を備えた水素分離装置において、
前記水素透過膜の外側の表面を覆うように、前記反応管からの微粒子が前記水素透過膜に到ることを防止する保護部材を配置するとともに、
前記保護部材は、セラミックの繊維からなる糸を編み上げた筒状体であって、通気性を有するとともに、０．５μｍ以上の微粒子が透過できない構造を有することを特徴とする水素分離装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、原料ガスから水素を選択して分離することができる水素分離装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
水素の工業的製造方法の一つとして、炭化水素ガスの水蒸気改質法が知られており、この水蒸気改質法では、通常、粒状等の改質触媒を充填した改質器が用いられる。
ところが、改質器で得られる改質ガスには、主成分である水素のほか、ＣＯ、ＣＯ2等の副生成分や余剰Ｈ2Ｏが含まれているので、改質ガスを、例えば燃料電池にそのまま用いたのでは電池性能を阻害してしまう。
【０００３】
つまり、燃料電池のうち、リン酸形燃料電池で用いる水素ガス中のＣＯは１％（ｖｏｌ％）程度、固体高分子形燃料電池では１００ｐｐｍ（ｖｏｌｐｐｍ）程度が限度であり、これらを超えると電池性能が著しく劣化するため、それら副生成分は燃料電池へ導入する前に除去する必要がある。
【０００４】
この対策として、改質器による改質ガスの生成と該改質ガスの精製とを一つの装置で行えるように一体化したメンブレンリアクタが開発されている（特許文献１参照）。
また、近年では、メンブレンリアクタの（複雑な構造に起因する）問題点を解決するために、水素透過膜の支持体として改質触媒兼支持体を用いた試験管状の水素分離筒を備えるとともに、水素分離筒を固定する取付金具等を備えた水素分離装置が提案されている（特許文献２参照）。
【０００５】
この引用文献２の技術では、水素分離筒は例えば筒状の容器（反応管）内に収納され、その反応管内にて水素が捕集されるが、水素透過膜は水素分離筒の表面に形成されているので、反応管等から脱落した金属微粒子などによって、水素透過膜が破損することがあった。つまり、反応管等から脱落した金属微粒子などの異物が水素透過膜に付着すると、膜成分との反応によって、水素透過膜に孔があいたり、水素透過膜の性能が低下するという問題があった。
【０００６】
この対策として、水素分離筒の表面（即ち水素透過膜の表面）を、多孔質焼結体で覆った技術が提案されている（特許文献３参照）。この技術は、多孔質の金属焼結体やセラミック焼結体で水素分離筒の表面を覆ったり、水素分離筒を所定の懸濁溶液に漬けた後に焼成し表面に多孔質焼成層を形成するものである。
【特許文献１】特開２００４−０１９８７９号公報
【特許文献２】特開２００４−１４９３３２号公報
【特許文献３】特開２００７−９０２９５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上述した引用文献３の技術では、例えば焼結されたセラミック多孔体を水素分離筒の外周面に沿って固定することは、実際には難しいという問題がある。
また、水素分離筒の表面に多孔質の焼結層を形成する場合には、水素分離筒の表面は微粉末であるので、先に焼成していなければ懸濁した溶液に浸けることは難しく、また、先に焼成するにしても、温度を上げる際に、水素透過膜に損傷を与える恐れがある。
更に粉末を焼成して多孔体を作成した場合には、焼結が不十分であったり、周囲との接触で崩れた場合、それ自体が飛散し、水素透過膜に損傷を与える恐れがある。
【０００８】
本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、その目的は、外部からの異物が水素透過膜に付着することを防止するともに、その製造が容易で、しかも、水素透過膜を損傷する恐れのない水素分離装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
（１）請求項１の発明は、金属製の反応管内に収容される水素分離筒であって、原料ガスから水素を選択して分離する水素透過膜が外側に形成された水素分離筒を備えた水素分離装置において、前記水素透過膜の外側の表面を覆うように、前記反応管からの微粒子が前記水素透過膜に到ることを防止する保護部材を配置するとともに、前記保護部材は、セラミックの繊維からなる糸を編み上げた筒状体であって、水素ガスの透過量が、８０％以上であることを特徴とする。
【００１０】
本発明は、金属製の反応管内に収容される水素分離筒（従ってその表面の水素透過膜）を覆うように、通気性を有し且つ微粒子の通過を阻止する保護部材が設けられているので、水素ガスの透過を損なうことなく、水素透過膜の表面に（水素透過膜を損なう）金属微粒子等が付着することを好適に防止できる。そのため、水素透過膜に孔があいたり、水素透過膜の性能が低下することを防止できる。
【００１１】
つまり、保護部材には、一種のふるい（篩）として、ガスの通過は十分に可能であるが、微粒子の通過を阻止できる程度の細孔や間隙が形成されているので、ガスの通過と微粒子の通過の阻止との両立が可能である。
【００１２】
しかも、本発明では、保護部材は、セラミックの繊維からなる糸を編み上げた筒状体で、従来の様な高温での熱処理が不要であり、水素透過膜に悪影響を与えることがなく、水素分離筒の外側に嵌め込むだけで、容易に取り付けが可能である。
また、この保護部材は、硬質のセラミック焼結体ではなく、繊維の筒状体であるので、水素透過膜より十分な柔軟性を有しており、よって、水素透過膜を破損し難いという利点がある。
更に、水素ガスは、セラミックの繊維からなる糸を編み上げた筒状体の隙間等を通過できるが、その隙間は微細であるので大きな寸法の微粒子は通過できない。
【００１３】
また、保護部材を固定する場合には、Ｎｉ線やＰｔ線で保護部材の外表面を巻いて固定でき、例えば水素分離筒が固定される根元部分にて、保護部材の外周面を巻き付けて固定できる。なお、Ｐｔ線やＮｉ線の様な金属線以外にも、膨張黒鉛のリングをスリーブの上から押圧して固定することも可能である。
【００１４】
更に、保護部材が通過を阻止できる微粒子としては、０．５μｍ以上の微粒子が挙げられる。ここで、阻止できる微粒子の寸法とは、微粒子における最大の寸法を示している（以下同様）。
（２）請求項２の発明では、前記保護部材を形成する繊維は、直径０．５〜１００μｍである。さらに好ましくは１〜１０μｍである。
直径が０．５μｍ未満の場合は、シートやスリーブの作製が難しく、１００μmを上回る
場合は、シートやスリーブの目が粗くなり、微粒子が透過しやすくなる。
（３）請求項３の発明は、金属製の反応管内に収容される水素分離筒であって、原料ガスから水素を選択して分離する水素透過膜が外側に形成された水素分離筒を備えた水素分離装置において、前記水素透過膜の外側の表面を覆うように、前記反応管からの微粒子が前記水素透過膜に到ることを防止する保護部材を配置するとともに、前記保護部材は、セラミックの繊維からなる糸を編み上げた筒状体であって、通気性を有するとともに、０．５μｍ以上の微粒子が透過できない構造を有することを特徴とする。
【００１５】
本発明は、金属製の反応管内に収容される水素分離筒（従ってその表面の水素透過膜）を覆うように、通気性を有し且つ微粒子の通過を阻止する保護部材が設けられているので、水素ガスの透過を損なうことなく、水素透過膜の表面に（水素透過膜を損なう）金属微粒子が付着することを好適に防止できる。そのため、水素透過膜に孔があいたり、水素透過膜の性能が低下することを防止できる。
【００１６】
つまり、保護部材には、一種のふるい（篩）として、ガスの通過は十分に可能であるが、０．５μｍ以上の微粒子の通過を阻止できる程度の細孔や間隙が形成されているので、ガスの通過と微粒子の通過の阻止との両立が可能である。
【００１７】
＜以下、本発明の水素分離装置及び水素製造装置の各構成について説明する＞
・前記原料ガスとしては、都市ガス等の炭化水素ガスと水蒸気の混合ガス等が挙げられる。
【００１８】
・前記水素分離筒としては、（改質触媒兼支持体である）多孔質支持管の表面に水素透過膜が形成された筒状体や、多孔質支持管の表面に（金属の拡散を防止する）バリア層が形成され、更にバリア層の表面に水素透過膜が形成された筒状体が挙げられる。
【００１９】
このうち、多孔質支持管を構成する材料としては、例えばニッケルとイットリア安定化ジルコニアの混合物の焼結体、ニッケルとイットリア安定化ジルコニアの混合物を主体とする焼結体（Ｎｉ−ＹＳＺサーメット等）、その他、支持体としての機能と改質触媒としての機能の両機能を合わせ有する多孔質セラミックス、多孔質サーメットなどが挙げられる。
【００２０】
水素透過膜としては、例えばＰｄ膜やＰｄ合金膜などの金属膜が挙げられる。
バリア層の構成材料としては、例えばジルコニア、安定化ジルコニア、部分安定化ジルコニア、アルミナ、マグネシア、もしくはそれらの材料の混合物もしくは化合物を用いることができる。
【００２２】
・保護部材の繊維の材質としては、水素分離装置や水素製造装置を作動させる条件、即ち水素雰囲気や作動温度の条件にて劣化し難いものが好適である。例えば前記セラミックの繊維としては、アルミナ−シリカなどの繊維が挙げられる。
【００２３】
なお、保護部材の形状としては、水素分離筒や容器等の形状に合わせて作製すればよい。例えば水素分離筒が試験管のような形状（一端側が開放され他端側が閉塞された筒形状）であれば、保護部材の形状の試験管のような形状のものを採用できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、本発明の最良の実施形態について説明する。
［第１実施形態］
ここでは、燃料電池に燃料ガス（水素ガス）を供給する水素分離装置及び水素製造装置について説明する。
【００２５】
ａ）まず、本実施形態の水素分離装置について説明する。
図１に示す様に、本実施形態の水素分離装置（水素分離モジュール）１は、一端が閉塞された試験管の形状の水素分離筒３と、水素分離筒３の開放端側が挿入された筒状の取付金具５と、水素分離筒３の外周面と取付金具５の内周面との間に配置された円筒形のシール部材７と、水素分離筒３に外嵌されてシール部材７の先端側（同図左側）を押圧する円筒形の押圧金具９と、押圧金具９に外嵌されて取付金具５に螺合する筒状の固定金具１１と、水素分離筒３の外側表面を覆う保護スリーブ（保護部材）１３とを備えている。
【００２６】
前記水素分離筒３は、その軸中心の中心孔１４に導入された原料ガス（例えばメタンなどの炭化水素ガスと水蒸気の混合ガス）から、水素を選択的に分離して、水素分離筒３の外周側に供給する部材である。この水素分離筒３は、一端が閉塞された試験管状をした（改質触媒兼支持体である）多孔質支持管１５と、多孔質支持管１５の外側表面を覆うバリア層１９と、バリア層１９の外側表面を覆う水素透過膜２１とから構成されている。
【００２７】
このうち、多孔質支持管１５は、改質触媒としての役割と水素透過膜２１等を支持する役割とを有する通気性を有する試験管状のセラミックス製の支持体であり、この多孔質支持管１５では、原料ガスを水蒸気改質して改質ガスを生成する。
【００２８】
水素透過膜２１は、多孔質支持管１５内で改質された改質ガスから水素を選択的に透過して精製する機能を有する金属製の薄膜である。
バリア層１９は、多孔質支持管１５の金属成分（例えばＮｉ）と水素透過膜２１の成分（例えばＰｄ）とが互いに入り込む（拡散する）ことにより、水素透過膜２１の水素透過性能が劣化することを防止するためのセラミックス製の多孔質層（相互拡散防止層）である。
【００２９】
また、前記取付金具５は、水素分離装置１の基部を構成する例えばステンレス製の筒状金具であり、その先端側より、外周にねじ部２３を有する先端側筒状部２５と、外周側に環状に張り出す鍔部２７と、（原料ガスを供給する配管等が接続される）基端側筒状部２９とを備えている。
【００３０】
この取付金具５の軸中心には、原料ガスの流路となる貫通孔３１が形成され、貫通孔３１には、水素分離筒３の基端側（同図右側）の端部が収容されている。詳しくは、鍔部２７内側の先端側の角部には、先端側筒状部２５と所定の間隔を空けて、段状に切り欠いた凹部３３が形成され、この凹部３３に水素分離筒３の端部が内嵌している。
【００３１】
前記シール部材７は、膨張黒鉛からなる円筒状の気密部材であり、取付金具５の先端側筒状部２５の内周面と水素分離筒３の外周面との間の空間３５内にて、押圧金具９と隣接して配置されている。なお、シール部材７は、先端側（ガスの上流側）に配置された第１シール部材３７と、後端側に配置された第２シール部材３９とから構成されている。
【００３２】
前記押圧金具９は、円筒形状の例えばステンレス製の筒状金具であり、取付金具５の先端側筒状部２５の内周面と水素分離筒３の外周面との間に形成された筒状の空間３５内にて、シール部材７と隣接して配置されている。
【００３３】
前記固定金具１１は、例えばステンレス製の筒状金具であり、環状の押圧板４１と内周面にねじ部４３を有する筒状部４５とを備えている。従って、この固定金具１１のねじ部４３と取付金具５のねじ部２３を螺合させて締め付けることにより、押圧金具９を介してシール部材７を、基端側に押圧することができる。
【００３４】
特に、前記保護スリーブ１３は、収納容器（反応管）５３（図３参照）から脱落し水素分離筒３の周囲に浮遊する金属微粒子等の異物が、水素分離筒３に付着することを防止し、且つ、水素ガスが透過可能な通気性を有する筒状部材である。
【００３５】
詳しくは、保護スリーブ１３は、例えばアルミナ等の繊維からなる糸を筒状に編み上げた編み物により構成されたものであり、固定金具１１の先端側（図１左側）から突出する水素分離筒３の外側表面の全体を、隙間無く覆っている。
【００３６】
なお、長繊維でできた糸を織って作られた保護スリーブ１３の方が、繊維自体が崩れて飛散するということが起こりにくいという利点がある。
この保護スリーブ１３は、水素分離筒３から脱落しないように、複数箇所にて金属ワイヤ４７にて締め付けられており、保護スリーブ１３の軸方向の開放された一端（図１右側）は、固定金具１１と水素分離筒３の間の間隙に差し込まれて押圧金具９のテーパ部分にまで達しており、他端は金属ワイヤ４７により締め付けられて閉塞されている。なお、図２では、保護スリーブ１３の開放された一端が、固体金具１１の端面（同図左側）に密接した例を示している。
【００３７】
また、保護スリーブ１３は、水素分離筒３で分離されて外周側に供給される水素が十分に透過可能なガス透過性能を有している。具体的には、保護スリーブ１３を取り付けた場合でも、（保護スリーブ１３が無い場合と比べて）ガスの透過量は２０％以上低下しないガス透過性能、つまり水素ガスの透過量が８０％以上のガス透過性能を有している。更に、保護スリーブ１３の繊維等の隙間は、例えば０．５μｍ以上の微粒子が通過できない程度に、十分に小さく設定されている。
なお、前記図１に示す様に、本実施形態の水素分離装置１の内部（詳しくは水素分離筒３の中心孔１４）には、内挿管５０が配置されている。この内挿管５０は、原料ガスを、水素分離装置１の基端側から水素分離筒３の先端側に供給する部材であり、反応後のオフガス（ＣＯ、ＣＯ2、Ｈ2、メタン、水蒸気）は、内挿管５０の外周に沿って水素分離装置１の基端側から排出される。
【００３８】
ｂ）次に、水素分離装置１が取り付けられる水素分離システム（水素製造装置）について説明する。
図３に示す様に、水素製造装置５１は、上述した水素分離装置１が、例えばＳＵＳ４０５、ＳＵＳ３１６、ＳＵＳ３０４、ＳＵＳ４３０等のステンレスや、コバール、インコネル、パーマロイなど、金属製の筒状の反応管５３内に、複数本（例えば３本）収容されて固定されたものである。
【００３９】
前記反応管５３は、円筒状の外周壁５５と、外周壁５５の軸方向の一方を塞ぐ基板５７と、他方を塞ぐ蓋板５９とを備えており、各水素分離装置１は、この基板５７を貫く様に配置されている。詳しくは、各水素分離装置１は、各取付金具５の鍔部２７にて、例えば溶接等により、基板５７に固定されている（図１参照）。
【００４０】
また、取付金具５の下部には、原料ガスを供給するための配管６１が、ナット６３により取り付けられている。更に、反応管５３の外周壁５５には、水素を取り出す水素取出孔６５が設けられている。
【００４１】
従って、この水素製造装置５１では、水素分離装置１の取付金具５の下側に取り付けられた配管６１から、内挿管５０を介して水素分離筒３の内部に原料ガスが供給されると、水素分離筒３により水素が分離され、その外周側より保護スリーブ１３を介して反応管５３内に水素が供給される。そして、反応管５３内に充満した水素は、水素取出孔６５を介して外部に取り出される。
【００４２】
この水素取出孔６５から取り出された水素は、図示しない燃料電池に供給されて発電が行われる。
ｃ）次に、本実施形態の水素分離装置１の製造方法について説明する。
＜水素分離筒３の製造方法＞
例えば酸化ニッケル６０質量部と、イットリア８モル％を固溶させたジルコニア４０質量部（８ＹＳＺ）とを混合する。更に造孔剤として黒鉛粉（又はコンスターチ）を混合して混合材を作製する。
【００４３】
そして、この混合材を用い、押出成形によって、有底円筒管を成形する。
次に、有底円筒管を乾燥した後に、脱脂処理を行い、１４００℃で１時間焼成して、ＮｉＯ−ＹＳＺで形成された多孔質支持管１５を作製する。
【００４４】
これとは別に、８ＹＳＺとバインダとエタノールを添加して、スラリーを調製する。
次に、このスラリーを、ディップコート法（又はスプレー吹き付け法、印刷法等）により、多孔質支持管１５の表面上に塗布してコート層を形成する。
【００４５】
次に、このコート層を１３００℃で加熱処理して焼き付けし、バリア層１９を形成する。
このバリア層１９により被覆された多孔質支持管１５を、エタノールで３０分間超音波洗浄し、１２０℃で乾燥させる。
【００４６】
次に、バリア層１９を覆う様に、無電解メッキ法（又は真空蒸着法、スパッタリング法等）により、Ｐｄ等による水素透過膜２１を形成する。
次に、水素雰囲気下にて６００℃で３時間還元処理を施し、これにより、水素分離筒３を完成する。
＜シール部材７の製造方法＞
第１シール部材３７を製造する場合には、膨張黒鉛製のシートを環状に切断し、その環状のシートを各貫通孔を合わせるようにして積層する。
【００４７】
次に、この積層体を、濃硫酸、硝酸などの酸化剤により酸化処理することによって、膨張黒鉛内の層間距離を膨張させる。その後、この膨張黒鉛を、所定密度範囲となるように、プレス成形により負荷・圧縮する。
【００４８】
第２シール部材３９を製造する場合には、同様な膨張黒鉛製のシートを巻き付けることにより、筒状の積層体を形成する。
次に、この積層体を、濃硫酸、硝酸などの酸化剤により酸化処理することによって、膨張黒鉛を同様に膨張させる。その後、この膨張黒鉛を、同様に負荷・圧縮する。
＜水素分離装置１の組付方法＞
取付金具５の貫通孔３１に、第２シール材３９、第１シール材３７、押圧金具９の順で内嵌する。
【００４９】
次に、水素分離筒３の開放端側を、押圧金具９の貫通孔、第１シール材３７、第２シール材３９を通す様に挿入し、水素分離筒３の端部を取付金具５の凹部３３に嵌める。
次に、水素分離筒３の先端側より固定金具１１を外嵌し、固定金具１１のねじ部４３と取付金具５のねじ部２３を螺合し、固定金具１１により押圧金具９を基端側に締め付ける。
【００５０】
その後、水素分離筒３の先端側より保護スリーブ１３を被せ、保護スリーブ１３の複数箇所をＮｉ線やＰｔ線等の金属ワイヤ４７で縛って、保護スリーブ１３の先端側を閉塞するとともに、保護スリーブ１３を水素分離筒３に固定し、水素分離装置１を完成する。
【００５１】
ｄ）この様に、本実施形態では、図４に拡大して示す様に、水素分離筒３の表面を糸で編んだ保護スリーブ１３で覆うので、十分な通気性を確保できるとともに、外周壁５５等の表面から脱落した金属微粒子等の異物６７が、水素分離筒３の表面（即ち水素透過膜２１）に付着することを防止できる。そのため、水素透過膜２１に孔があいたり、水素透過膜２１の性能が低下することを防止できる。
【００５２】
つまり、前記保護スリーブ１３は、異物６７の侵入を防止できる程度に細かいが、ガスの透過には十分に大きな間隙を有している編み物により構成されているので、異物６７の侵入を防止できるとともに、水素分離筒３にて分離された水素を保護スリーブ１３を介して反応管５３内に十分に供給することができる。
【００５３】
しかも、水素分離筒３にて分離された水素は、保護スリーブ１３を介して外周側に供給される構成であるので、この（外部に向かって流出する）水素ガス自体が異物６７の接近を妨害するという利点もある。
【００５４】
また、本実施形態では、保護スリーブ１３は、アルミナ等の繊維を編み上げた部材であるので、従来の様な高温での熱処理が不要であり、水素透過膜２１に悪影響を与えることがなく、水素分離筒３の外側に嵌め込むだけで、容易に取り付けが可能である。
しかも、この保護スリーブ１３は、硬質のセラミック焼結体ではなく、水素分離筒３よりはるかに柔軟な部材であるので、水素透過膜２１を破損し難いという利点がある。
【００５５】
なお、本実施形態の水素分離装置１は、水素分離筒３の一端側（開放端）のみを固定した片持ち式であるが、水素分離筒３の振動等に対する安定性を増すために、水素分離筒３の閉塞端側を反応管５３等に固定しても良い。
【００５６】
また、本実施形態は、水素分離筒３の内部に原料ガスを供給し、水素分離筒３により水素が分離され、その外周側より保護スリーブ１３を介して反応管５３内に水素が供給される形態であるが、反応管５３内に原料ガスを供給し、保護スリーブ１３により原料ガスが透過して、水素分離筒３により水素が分離され、水素分離筒３の内部に水素が供給され、内挿管５０、配管６１を介して水素を取り出すといった形態でも、何ら問題はない。
［第２実施形態］
次に、第２実施形態について説明するが、前記第１実施形態と同様な内容の説明は省略する。
【００５７】
図５に示す様に、本実施形態の水素分離装置７１では、両端が開放された円筒状の水素分離筒７３が使用されており、この水素分離筒７３の軸方向の両側に、前記第１実施形態と同様に、取付金具７５、７７、シール部材７９、８１、押圧金具８３、８５、固定金具８７、８９からなる固定構造が形成されている。
【００５８】
つまり、水素分離筒７３の軸方向には、同図の左右対称に、取付金具７５、シール部材７９、押圧金具８３、固定金具８７からなる一方の固定構造と、取付金具７７、シール部材８１、押圧金具８５、固定金具８９からなる他方の固定構造とが設けられている。
【００５９】
特に本実施形態では、水素分離筒７３の外周、詳しくは、左右の固定金具８７、８９の間の水素分離筒７３には、前記第１実施形態と同様な保護スリーブ９１（但し両端は開放された筒状部材）が外嵌され、水素分離筒７３の外側表面を隙間無く覆っている。
【００６０】
そして、本実施形態では、例えば同図の右側から原料ガスを供給し、その反応後の原料ガスは同図の左側から排出される。また、水素分離筒７３で分離された水素は、水素分離筒７３の外周側から、保護スリーブ９１を介して反応管９３内に供給される。
【００６１】
本実施形態においても、前記第１実施形態と同様の効果を奏する。また、水素分離筒７３の両端が固定されているので、安定性が高いという利点がある。
なお、この変形例として、両端が開放された円筒状の水素分離筒を用いるが、水素分離装置の軸方向の一方は閉塞されている構成も採用できる。
【実施例】
【００６２】
次に、実際に上述した水素分離装置を備えた水素製造装置を作製して、その性能を確認した実験について説明する。
実験に使用する試料として、前記第１実施形態と同様な水素製造装置を作製した。
【００６３】
そして、この水素製造装置を用い、６００℃で、水素分離筒内に水素を導入し、１次側原料ガスとして水素を０．１ＭＰａＧで供給し、２次側０ＭＰａＧで、１００時間連続して水素を透過した。
【００６４】
その後、水素製造装置から水素分離装置を取り出し、水素分離筒におけるガスのリークの有無を調べた。具体的には、水素分離筒を水中に入れ、水素分離装置の取付金具側から、Ｈｅガスを０．８ＭＰａＧで供給し、リーク箇所を確認した。
【００６５】
次に、そのリーク箇所を切り出し、ＳＥＭ（走査型電子顕微鏡）にて、リーク箇所の状態を調べた。
その結果、本実施例では、リーク箇所において、金属異物の付着に起因する欠陥は見つからなかった。
【００６６】
尚、本発明は前記実施形態になんら限定されるものではなく、本発明を逸脱しない範囲において種々の態様で実施しうることはいうまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】第１実施形態の水素分離装置を軸方向に沿って破断して示す断面図である。
【図２】第１実施形態の水素分離装置を示す正面図である。
【図３】第１実施形態の水素製造装置を示し、（ａ）は（ｂ）のＡ−Ａ’断面図、（ｂ）は反応管を軸方向に破断して示す水素製造装置の正面図である。
【図４】第１実施形態の水素分離装置における保護スリーブに機能を説明する説明図である。
【図５】第２実施形態の水素分離装置を軸方向に沿って破断して示す断面図である。
【符号の説明】
【００６８】
１、７１…水素分離装置
３、７３…水素分離筒
５、７５、７７…取付金具
１３、９１…保護スリーブ
２１…水素透過膜
４７…金属ワイヤ
５３、９３…反応管（収納容器）
【図１】
0005149050.tif 000002
【図２】
0005149050.tif 000003
【図３】
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【図４】
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【図５】
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